细胞如何感知氧气获2019年诺奖有氧运动真能提升耐力吗

北京时间昨天下午17时30分许，瑞典卡罗琳斯卡医学院在斯德哥尔摩宣告，将2019年诺贝尔生理学或医学奖颁发三位科学家。

他们分别是来自：哈佛医学院达纳-法伯癌症研讨所的威廉·凯林（William G. Kaelin,Jr.），牛津大学和弗朗西斯·克里克研讨所的彼得·拉特克利夫（Peter J. Ratcliffe）以及美国约翰霍普金斯大学医学院的格雷格·塞门扎（GreggL. Semenza）。以赞誉他们在了解细胞感知和习惯氧气改变机制中的奉献。

恭喜三位巨大的科学家！

一、本年诺奖重视了氧气是怎么被细胞感知的

说起氧气，即使是一般群众也不会生疏，咱们一刻不断的从空气中吸入氧气，经过心肺体系和血液运送，将氧气运送到全身供推陈出新需求，也便是说氧气是体内许多生化代谢途径不可或缺的物质。

人体感触氧气浓度而且依据氧气浓度发生相应的生理改变及活动这一杂乱进程人们对此却所知甚少。

三位科学家阐明晰在分子水平上人体是怎么感触氧浓度的基本原理，提醒了其间重要的信号机制，为贫血、心血管疾病、黄斑退行性病变以及肿瘤等多种疾病拓荒了新的临床医治途径。

事实上，人体运动，特别是有氧运动，作为一种特别的生理现象，其间许多机制也可以用本年诺贝尔生理学/医学奖的效果进行解说，或许说本年的诺奖为有氧运动研讨敞开了一个新的重要研讨方向；

由于运动时自身需氧量和耗氧量都会大大添加，缺氧状况在运动时体现得很显着，这恰恰是诺奖本年重视的核心问题——“细胞是怎么感知氧气浓度的”！

二、缺氧可以促进肾脏排泄EPO

当氧气缺少时，会肾脏排泄一种激素——促红细胞生成素（望文生义便是可以促进红细胞生成，英文简称EPO）。

EPO可以影响骨髓生成新的红细胞。

比方当咱们在高原活动时，由于缺氧，人体的推陈出新发生改变，开端成长出新的血管，制作新的红细胞，然后更有功率地运送氧气，来补偿空气中氧含量的缺少。

这也是为什么耐力项目，比方中长间隔跑运动员和马拉松运动员需求经常到高原进行练习的原因地点！

由于高原缺氧环境可以促进肾脏排泄EPO，然后促进红细胞生成，别的高原缺氧环境自身就添加了关于心肺体系的影响。

因而，经过高原练习可以有用从运动才能和体内物质两个方面提高人体耐力。

另一方面，长时间世居高原的人们在缺氧环境中也进化出一系列机制使得他们心肺耐力更好，更能耐受缺氧，我国优异马拉松运动员董国建来自云南；

多布杰来自西藏，竞走名将切阳什姐来自青海便是证明，由于世居在云贵高原、青藏高原这些高海拔区域的人们的确具有天然生成的耐力优势。

相同的道理，东非高原比方肯尼亚、埃塞俄比亚等区域也盛产优异耐力高手，而且来自这些国家的中长间隔跑运动员仍旧依然统治着从中间隔跑到马拉松简直一切项目。

三、EPO作为兴奋剂在竞技运动中被乱用

运用高原缺氧环境促进体内EPO的发生，进而在体内发生更多红细胞，这自身是一种物理手环，但非医治意图外源性打针EPO显着便是运用兴奋剂。

乱用EPO最臭名远扬的便是现已被掠夺接连七次环法自行车赛冠军，遭到终身禁赛的美国自行车运动员——阿姆斯特朗！

此外，肯尼亚首位女子马拉松奥运冠军桑姆贡在2017年一次兴奋剂赛外查看中相同被查出EPO（促红细胞生成素）阳性，桑姆贡是2016年里约奥运会女子马拉松冠军，也是肯尼亚历史上首位女子马拉松奥运冠军，国际马拉松系列赛排名十分高的选手。

桑姆贡兴奋剂被查让素有“长间隔跑王国”之称的肯尼亚体育蒙上了一层暗影。

2016年，德国电视一台以及英国《周日泰晤士报》联合查询发现，在间隔肯尼亚首都内罗毕西北约300公里的依腾练习中心，运动员服用兴奋剂的状况很遍及，摄像机乃至捕捉到了医师公开向运动员兜销EPO的场景。

而在曩昔三年多时间里，有超越40名肯尼亚运动员未能经过药检，这也导致长间隔跑王国的名誉再度受到冲击，变得危如累卵。

运动员不合法打针EPO自身检测难度也很大，由于这些药物在体内代谢速度很快，除非在运动员刚刚打针EPO，检测其尿样或许可以发现其代谢物，不然过了12-24小时，EPO在体内就无影无踪了；

这也是为什么要对运动员进行飞翔药检的原因地点，即使这样，捉住现行的或许性也很小。

近年来，一种新的反兴奋剂检测技能——生物护照技能得到遍及，生物护照技能望文生义给每一名运动员树立“生物护照”。

运动员的每一次检测效果都被盯梢记录下来，这样就可以反映运动员一段时间内的生理数据改变，假如某些数据在某个阶段出现无法解说的反常动摇，那么就意味着运动员或许运用了兴奋剂。

举例来说，红细胞含量在体内坚持有限的动摇，假如某一次检测发现红细胞含量反常上升，则该运动员则或许运用了EPO（促红细胞生成素），此刻尽管并没有发现运动员运用EPO的直接依据，但也可以断定服用了兴奋剂。

生物护照技能的运用让运动员赛外运用兴奋剂面对很大危险。

由于该技能并不是凭仗一次效果进行断定，而是对长时间生理数据进行盯梢，这就要求运动员需求长时间对自己体内物质担任。

四、本年诺奖提醒缺氧促进肾脏排泄EPO的这个“开关”

讲了那么多EPO的常识，咱们仍是持续回到诺奖上面。

尽管科学家们很早就知道缺氧可以促进肾脏排泄EPO，但其详细调理机制依然不得而知，也便是说咱们知道了因和果，但其间的进程依然是黑箱，取得本年诺贝尔生理学/医学奖的科学家们便是经过提醒这个黑箱而获奖的。

这几位科学家们发现缺氧促进肾脏排泄EPO的这个“开关”是一种叫做缺氧诱导因子(Hypoxia-induciblefactors,简称HIF)的物质。

在供氧正常的状况下，这个物质含量很少，而机体缺氧时，这个物质却很多发生并诱发一系列基因表达，终究使得肾脏排泄了EPO；

当然，HIF绝不只仅是促进肾脏排泄EPO那么简略，它具有一系列广泛的生物学效果，比方促血管发生、参加胚胎发育、免疫和肿瘤进程等等。

这其间有些是好的效果，有些是欠好的效果。

好的效果咱们可以加以运用或许时分开发药物来促进其发生；

而欠好的效果则要尽或许操控或许相同开发按捺剂来按捺其发生。

五、本年诺奖跟运动联系很大，有氧运动更多奥妙将被提醒

举例来说，长时间耐力运动会促进红肌纤维变得兴旺，之所以称为红肌纤维便是由于这些肌纤维中毛细血管丰厚，在显微镜下出现赤色。

那么为什么耐力运动会使得肌肉中毛细血管很多发生呢？很或许便是由于运动时缺氧促进了HIF发生，然后促进了肌肉中血管发生，而血管很多发生后，不只可以更好地运送氧气，也可以更好地排出代谢废物和二氧化碳。

这便是耐力提高的机制之一。

而科学家发现有些癌症比方肾癌发生在血流很丰厚的区域，阐明氧气参加了这些癌症的发生，一起很多重生血管又会促进这些癌症加快成长；

这时分，科学家就可以经过本年诺奖的效果推论而且研制靶向药物，经过调理HIF及其相关因子，然后按捺血管生成，到达按捺肿瘤的意图。

此外，有经历的跑者都知道一个道理：

LSD是有氧跑，氧供和氧耗处于平衡状况；

而间歇跑是无氧跑，此刻氧供满意不了氧耗的需求，所以糖这时只能无氧分化发生能量来保持较高的跑速。

也便是说间歇跑比较LSD，缺氧显着愈加严峻。

但跑过间歇跑的跑者也都能很显着的感触到，经过间歇跑练习，耐力能得到更有用的提高，换句话说不只有氧运动可以提高耐力，无氧运动；

或许说缺氧运动也可以提高耐力，缺氧运动提高耐力的机制或许也能经过本年诺贝尔生理学/医学奖进行解说，由于缺少促进了HIF发生，HIF的发生有发挥了一系列机制，比方促进肾脏排泄EPO、促进毛细血管密度添加等等。

所以，无氧练习是耐力练习不可或缺的一种重要练习手法。

六、总结

2019年诺贝尔生理学/医学奖颁发给了提醒细胞怎么感知氧气的三位科学家，本年的诺奖事实上也跟运动生理学联系极大，有氧运动提高耐力的更多机制将被提醒。

感谢这些巨大的科学家，他们的杰出成果终究将在若干年之后惠及咱们每一个人！